PENGARUH CAMPURAN PADA BAJA Baja adalah bahan dasar vital untuk industri. Semua segmen kehidupan, mulai dari peralatan dapur, transportasi, generator, sampai kerangka gedung dan jembatan menggunakan menggunakan baja. Eksploitasi baja menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya melingkupi hamper 95 % dari produk barang berbahan logam yang dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Baja merupakan campuran besi dan karbon. Dimana kandungan karbon ( C ) mempengaruhi kekerasan baja, Disamping itu, baja mengandung unsure campuran lain yang disebut paduan, misalnya Mangan ( Mn ), Silikon ( Si ), Sulfur ( S ), Kromium ( Cr ), Vanadium ( Vn ), Molibden ( Mo ), Wolfram ( Wo ), dan Posfor ( P ). Untuk mengatasi mengata si kekurangan kekuranga n sifat yang dimiliki oleh baja, maka dilakukan dilaku kan penambahan unsur kedalamnya. Tujuan utama dalam penambahan unsur adalah untuk mengurangi sifat yang tidak dinginkan pada baja karbon. 1. Pengaruh Karbon ( C ) Carbon Campuran dasar Merupakan unsur dasar dan penting dalam sebuah alloy baja Karbon merupakan paduan utama dan pengaruhnya sangat besar pada baja dengan membentuk karbida Fe3C / sementit yang keras. Karbon merupakan unsur 'pengeras utama' pada baja. Jika kadar Carbon ditingkatkan maka akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun. Dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan kekuatan melalui perlakuan pemanasan pemanasan Penambahan karbon akan meningkatkan kekerasan dam kekuatan baja. Tetapi sifat elastisitas, kemampuan untuk di tempa, di las dan di mesin akan menurun. Biasa berdampingan dengan Si, Mn, S dan P sebagai akibat dari bijih dan proses pembuatannya. Kadar karbon tidak mempengaruhi kepada daya tahap korosi terhadap air, asam maupun gas. Kandungan karbon di dalam baja sekitar 0,1 ± 1,7 %, sedangkan unsur lainya dibatasi presentasinya sesuai dengan kegunaan baja. y y y
y
y y
y
y
y
2.
Pengaruh Sulfur ( S ) Sulfur adalah suatu zat yang biasanya terdapat pada baja tetapi keberadaanya tidak begitu diinginkan karena membentuk besi sulfida yang mempunyai titik leleh rendah dan bersifat rapuh. Kandungannya dijaga serendah mungkin yaitu di bawah 0,05%. Unsur belerang dapat menyebabkan baja menjadi getas, oleh karena itu hanya diperkenankan kadar nya antara 0,025-0,030%. 0,025-0,030%. y
y y
3.
Pengaruh Silikon ( Si ) Silikon merupakan unsur paduan yang ada pada setiap baja dengan jumlah kandungan lebih dari 0,4 % yang mempunyai pengaruh untuk menaikan tegangan tarik dan menurunkan laju pendinginan kritis. Silicon (Si) merupakan salah satu pokok deoxidizer yang digunakan dalam pembuatan baja. y
y
y y
y y y
y
y
y
y
y
y
4.
Menaikkan sifat mekanik Menaikkan ketahanan terhadap larutan kimia (14% S) tetapi sifatnya menjadi kaku Kandungan silicon menentukan jenis baja yang di hasilkan. Umumnya kurang dari 0,10%. Ketika kandungan silicon di bawah 0,30%, maka hal ini akan meningkatkan kekuatan tanpa menurunkan elastisitas. Si yang melebihi 0,40%, ditandai penurunan elastisitas yang perlu di perhatikan pada baja karbon plain. Jika digabungkan dengan Mn atau Mo, silicon bisa menghasilkan peningkatan kekerasan dari baja. Kadar silicon menentukan beberapa bagian karbon terikat dengan besi dan beberapa bagian terbentuk karbon bebas setelah t ercapai keadaan seimbang. Kelebihan silicon adalah membentuk ikatan keras dengan besi sehingga dapat dikatakan diatas 3,25% meningkatkan kekerasan Untuk memperoleh paduan yang tahan terhadap korosi dan zat asam sebaiknya menggunakan silicon dengan kadar 13 % - 17 %. Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini).
Pengaruh Mangan ( Mn ) Semua baja mengandung mangan karena sangat dibutuhkan dalam proses pembuatan baja. Kandungan mangan lebih kurang 0,6 % tidak mempengaruhi sifat baja, dengan kata lain mangan tidak memberikan pengaruh yang besar pada struktur baja dalam jumlah rendah. Dengan bertambahnya kandungan mangan maka temperature kritis menurun secara seimbang. Mangan membuat butiran halus. Penambahan unsure mangan dalam baja dapat menaikan kuat tarik tanpa mengurangi atau sedikit mengurangi regang, sehingga baja dengan penambahan mangan memiliki sifat kuat dan kenyal. Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu logam baja,menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi. Hal ini dikarenakan mampu mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan.Mangan banyak dipakai untk kontruksi rel kereta api. Tidak membahayakan dan mengimbangi sifat jelek dari sulfur Ditambahkan pada baja yang akan memperbaiki hot working dan meningkatkan kekuatan, kekerasan dan ketangguhan Baja karbon mengandung mangan lebih 1 % Mangan (Mn) terdapat hampir pada semua baja dal am jumlah dari 0.30% atau lebih. Mn mempunyai kecenderungan macrosegregasi yang lebih sedikit dibandingkan dengan elemen umum yang lain. Mangan mempunyai pengaruh baik untuk kemudahan tempa dan kemudahan pengelasan. Berperan meningkatkan kekuatan dan kekerasan Menurunkan laju pendinginan kritik Meningkatkan ketahanan abrasi Memperbaiki kualitas permukaan y
y
y
y
y y
y y
y y y y
y
5.
Mengikat Sulfur (S) sehingga memperkecil terbentuknya sulfide besi (FeS) yang dapat menimbulkan rapuh panas (hot shortness).
Pengaruh Posfor ( P ) Pada baja sangat merugikan, oleh karena itu pada baja kualitas tinggi selalu diusahakan maksimum :0,03-0,05%. Kadar Maksimum 0,05% Dapat meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi. Fosfor meningkatkan kekuatan baja. Apabila kandungan P meningkat, maka elastisitas dan ketahanan terhadap benturan pada baja menurun, dan menaikkan colds hortness Fosfor juga meningkatkan kemudahan pengerasan Kandungan P yang tinggi sering dijumpai pada baja low-carbon freemachining y
y y y y
y y
6.
Pengaruh Cromium ( Cr ) Sifat unsure kromium dapat menurunkan laju pendinginan kritis ( kromium sejumlah 1,5 % cukup meningkatkan kekerasan dalam minyak ). Cromium (Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan mampu panas baja. Kekuatan tarik, ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga bisa meningkat. Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai kandungan 50%. Membentuk karbida (tergantung jenis perlakuan dan ka darnyai) Meningkatkan temperatur austenisasi Meningkatkan ketahanan korosi Meningkatkan mampu keras Meningkatkan kekuaatna dan kekerasan Meningkatkan ketahanan aus y
y
y y y y y y
7. Pengaruh Molibden ( Mo ) Molibden(Mo) Meningkatkan kadar kekerasan, ketangguhan ,keuletan, ketahanan baja terhadap temperatur yang tinggi. Mo juga bisa menurunkan temper embritment. Sangat besar pengaruhnya terhadap sifat ma mpu keras dibanding unsur lain Menaikkan kekuatan, kekerasan Dikombinasikan dengan krom dan nikel akan menghasilkan titik luluh dan kekuatan tarik yang tinggi Mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk membentuk karbida Menurunkan kepekaaan terhadap temper embrittlement. y
y y y
y y
8. Pengaruh Vanadium ( V ) Menaikkan titik luluh dan kekuatan Pembentuk karbida yang kuat dan stabil Penambahan sedikit Vanadium menaikkan kekerasan pada tempertaur tinggi dan mengurangi pertumbuhann butir. Vanadiun (Va) Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik, kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga. y y y
y
y
Biasanya digunakan untuk perkakas kontruksi yang akan menerima tegangan tinggi
9. Pengaruh Nikel ( Ni ) Nikel memberi pengaruh sama seperti Mn yaitu menurunkan suhu kritis dan kecepatan pendinginan kritis. Ni membuat struktur butiran menjadi halus dan menambah keuletan Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan dala m baja dengan cara mempengaaruhi proses tranfor masi fasanya. Jika Ni banyak maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar. Menaikkan kekuatan Menaikkan ketangguhan Meningkatkan ketahanan korosi y
y
y y y
Secara umum, berikut diberikan tabel mengenai pengaruh berbagai unsur terhadap sifat baja : No
1 2 3 4
Unsur Campuran Karbon (C) Kromium (Cr) Mangan (Mn) Nikel (Ni)
5
Tungsten (W)
6
Molybdenu m (Mo) Vanadium (V)
7
Efek Positif pada Baja
Efek Negatif pada Baja
Meningkatkan kekerasan, kekuatan dan ketahanan abrasi Ketahanan terhadap korosi
Menahan karbit
Meningkatkan kekuatan
Meningkatkan kekuatan
Meningkatkan kekuatan dan keuletan Tahan panas dan ketahanan abrasi, kehalusan pengamplasan Ketahanan terhadap panas Ketahanan terhadap abrasi dan kehalusan pengamplasan
Meningkatkan kegetasan
Menahan karbit
Menahan karbit
